最全的医学成像原理数字X线成像
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医学影像成像原理简介
13. X.2-C.T1成. 像X-装C置T与成流像程技术
X-CT成像装置主要由X线管、准直器、检测器、扫 描机构，测量电路、电子计算机、监视器等部分所 组成的。
X-CT成像流程是：X线----准直器（可以大幅度地减少 散射线的干扰,并可决定扫描层的厚度 ）----检测器-----转 变电信号------放大电信号----转变为数字信号----计算 机系统----存入计算机的存贮器----编码----显示图像
✓X射线在传播时，它的波动性占主导地位，具有频 率和波长，且有干涉、衍射、偏振、反射、折射等 现象发生。
✓X射线在与物质相互作用时，它的粒子特性占主导 地位，具有质量、能量和动量。
32..1X.射1线X与线物质的间特的相征互作用(6点)
（1）X射线的穿透作用。
其贯穿本领的强弱与物质的性质有关
32..1X.射1线X与线物质的间特的相征互作用
经过对有潜影的胶片处理（暗室处理：显影、定影等）。使胶片上的 潜影转变为可见的不同灰度（gray）分布像。
胶片感光层中的卤化银还原成金属银残留在胶片上，形成由金属银颗 粒组成的黑色影像。人体组织的物质密度高，则吸收X射线多，在X 射线照片上呈白影；反之，如果组织的物质密度低，则吸收X射线少， 在X射线照片上呈黑影。
旋转-旋转扫描方式
2.2 X-CT 的扫描方式
3. 旋转-旋转（R/R）方式 这种扫描的缺点是：要对每个相邻检测器的接收灵 敏度差异进行校正，否则由于同步旋转扫描运动会 产生环形伪像。
旋转-旋转扫描方式
2.2 X-CT 的扫描方式
4. 静止-旋转（S/R）方式
这种扫描称为第四代CT扫描方式，扫描装置由一个 X射线管 和 600~2000个检测器所组成。在静止-旋转扫描方式中，每个 检测器得到的投影值，相当于以该检测器为焦点，由 X射线 管旋转扫描一个扇形面而获得。
x射线成像的基本原理
x射线成像的基本原理
X射线的波长很短，仅有几个纳米，其强度是可见光的几千倍。
在医学上，X射线可以穿透人体，通过成像技术把人体内部的结构显示出来，从而帮助医生诊断疾病。
在临床医学中，X射线成像是一种常见的医疗技术。
X射线成像有两种主要的类型：线阵探测器和平面探测器。
前者将X射线聚焦在一个非常小的区域内，而后者则将X射线聚焦在一个非常大的区域内。
根据这个原理，如果通过计算机对X射线进行数字处理，就可以得到图像。
当X射线穿过物体时，会引起原子或分子的振动或转动。
原子和分子在x射线上会产生衍射现象，即所谓衍射现象。
利用衍射现象可以得到许多具有不同特点的图像。
X线由电子束激发产生，其波长很短，在穿透物体时会引起电子能级的跃迁，产生一个光子。
电子跃迁到低能级时，电子会发生电离（形成原子或分子）；当它处于高能级时（电子跃迁到高能级），电子会发生激发（形成原子或分子）。
—— 1 —1 —。
简述x线成像基本原理
简述x线成像基本原理
X射线成像是一种常用的医学诊断工具，其基本原理是利用X射线的穿透性和吸收能力来获取人体内部组织的影像信息。
以下是X射线成像的基本原理：X射线的产生：X射线是通过高能电子与金属靶相互作用而产生的。
在X射线成像中，通常使用X射线发生器产生高能电子，并将其照射到金属靶上。
当高能电子撞击金属靶时，会产生能量较高的X射线。
X射线的穿透和吸收：X射线具有较强的穿透能力，能够穿透人体组织。
不同组织或物质对X射线的吸收能力不同。
骨骼和金属等高密度组织对X射线的吸收能力较大，呈现出较亮的影像；而软组织对X射线的吸收能力较低，呈现出较暗的影像。
检测器和图像处理：X射线穿过人体后，会被放置在透光床上的数字检测器所接收。
检测器将X射线转化为电信号，并传输到计算机中进行处理。
计算机使用特定的算法和图像处理技术对接收到的信号进行处理，生成可视化的影像。
影像显示和解读：经过处理后，X射线成像的结果可以在计算机屏幕上或胶片上进行显示。
医生可以通过观察影像来判断人体内部的组织结构、骨骼情况、器官位置等，并作出相应的诊断和治疗决策。
数字X线成像(医学影像成像原理)
IP第2次读出光线以600nm左右波长的红光最佳，它可最有效地激发PSL， 称为激发光谱。发射光谱与激发光谱波长的峰值间需有一定的差别，以 保证二者在光学上的不一致，从而达到影像最佳的SNR。
3．IP特性 IP 的固有特征是X 线辐射剂量与 激光束激发的PSL 强度之间的在 1:104范围内是线性的，该线性关 系使CR 系统具有高的敏感性和 宽的动态范围。
位于csi层下的asi光电二极管阵列将可见光图像转换为电荷图像每一个像素的电荷量变化与入射x线的强度成正比同时该阵列还将空间上连续的x线图像转换为一定数量的行和列构成的点阵式图像点阵的密度决定了图像的空间分辨力
数字X线成像(医学影像成像原理 )
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主要内容
二、成像板
1.成像板（ Imaging plate ，IP）结构： IP 由保护层、PSL 物质层、基板 等组成。
IP及暗盒
（1）表面保护层：防止PSL物质层在使用过程中受到损伤。用聚酯树脂类 纤维制造。 （2）PSL物质层：将PSL物质混于多聚体溶液中，涂在基板上干燥而成。 具有适度的柔软性和机械强度，不因湿度、温度和放射线、激光等影响发生 物理性质变化。 PSL物质结晶体颗粒的平均直径在4～7μm，晶体颗粒直径 增大，发光量增强，影像清晰度降低。 （3）基板：保护PSL物质层免受外力损伤。材料是聚酯树脂纤维胶膜，厚 度在200～350μm。为避免激光在PSL物质层和基板之间发生界面反射，提 高影像清晰度，基板制成黑色。为防止光透过基板而影响到下一张IP，在基 板上加一个吸光层。 （4）背面保护层：为防止使用过程中IP之间的摩擦损伤，避免输运过程 中产生静电干扰的导电层。材料同表面保护层。
4．IP使用注意事项 （1）IP使用前应用强光照射，消除存在的潜影； （2）储存在PSL物质中的影像信息随储存时间的延长而衰减，所以曝 光后IP必须在8h内扫描读出； （3）IP不仅对X线敏感，对紫外线、α射线、β射线、γ射线以及电 子等电磁波也敏感，摄影前、后的IP都要屏蔽。避光不良或漏光的IP 上的图像会因储存的影像信息量减少而变得发白。 （4）注意避免IP出现擦伤。
成像原理第三章数字X线成像-第3节
成像原理第三章数字X线成像-第3节2017-04-21 医学影像技师服务中⼼学习⽬标1.掌握直接和间接探测器的结构；⾮晶硒和⾮晶硅DR的⼯作流程。
2.熟悉⾮晶硒和⾮晶硅DR的成像理论；影响DR图像质量的因素。
3.了解 CCD探测器和多丝正⽐电离室摄影设备的⼯作理论。
⼀、概述数字X线摄影（Digital Radiography, DR）具有图像处理能⼒的计算机控制下，由探测器接收X线信息转换为数字信息，并加以显⽰。
⼜称直接数字摄影DDR。
DR的影像接收器为平板探测器（FPD）。
1990年开始认识并研发1995年硒材料的直接转换静态影像X线平板探测器。
1997年出现了静态的间接转换平板探测器。
DR特点：时间分辨⼒⾼，动态范围宽，量⼦检出率⾼MTF性能⾼，辐射剂量更低。
1.数字摄影(DR)是哪两个英⽂单词的缩写( )A．data readerB．dynamic rangeC．data recognizerD．digital radiographyE．degree of radiation答案：D⼆、DR成像系统组成2.关于DR分类，错误的是( )A．直接转换型平板探测器（⾮晶硒）B．间接转换型平板探测器（碘化铯+⾮晶硅）C．CCD X线成像D．IP X线成像E．多丝正⽐电离室(MWPC)X线成像答案：DDR常⽤的数字探测器3.关于DR的叙述，正确的是( )A．没有光电转换B．不能达到动态成像C．可分为直接转换和间接转换D．不使⽤荧光物质E．以上都对答案：C4．属于DR成像间接转换⽅式部件的是( )A．增感屏B．⾮晶硒平板探测器C．多丝正⽐电离室D．碘化铯+⾮晶硅探测器E．半导体狭缝线阵探测器答案： D（⼀）、直接转换型探测器1.⾮晶硒平板探测器2.多丝正⽐电离室图为：⾮晶硒平板探测器1.⾮晶硒平板探测器组成（1）X线转换单元光电材料：⾮晶硒（a-Se）作⽤：将X线转换成电⼦信号过程：X线照射→⾮晶硒→光电导特性→产⽣正负电荷→6kV的偏置电压→电荷移动→探测器阵列单元收集。
最全的医学成像原理模拟X线成像
• 模拟X线图像形成的三个基本条件： • 第一，X线具有一定的穿透力，能穿透人体的组织结构； • 第二，被穿透的组织结构，存在着密度、原子序数和厚度的差异，X线
在穿透过程中被吸收的线量不同，透过的线量有差别； • 第三，透过的有差别X线是不可见的，经过成像介质的显像，在X线片
上（或荧屏上）显出具有黑白（或明暗）对比、层次差异的X线图像。
• 明胶的性能不稳定，随动物生长条件的不同而变化，这常常给胶片的 感光特性带来不稳定的因素。
• 3）色素：色素为一种有机染料，用以调节胶片的吸收光谱范围（感 色性）。不含有色素的胶片，其吸收光谱范围大都限制在500 nm 以 下的蓝、紫色光区域，此称为卤化银〝固有感色波长域〞。
• （2）片基：片基是乳剂层的支持体，承载感光乳剂的涂布。 • 片基应具备条件：①光学性能，片基本身无色透明；②物理性能，片
第三章 模拟X线成像
主要内容
• 第一节 模拟X 线信息影像 • 第二节 模拟X 线成像信息接收器 • 第三节 X 线影像信息载体 • 第四节 X 线照片密度 • 第五节 X 线照片对比度 • 第六节 X 线照片的层次 • 第七节 X 线照片的锐利度 • 第八节 X 线照片影像的失真
第一节 模拟X 线信息影像
光谱的峰值约为550nm。特点是在与发绿色荧光的稀土增感屏组合下 感度可高达1200，被照体X 线的接受剂量大幅度减少。 • （2）感蓝胶片（色盲片）：是配合发蓝色荧光增感屏使用的胶片， 感光乳剂的固有感色是以蓝色为主，不添加色素。其吸收光谱的峰值 约为420 nm。
• 2．激光打印及热敏成像胶片 • （1）激光胶片：激光胶片用于记录激RT 记录图像。适用于CT、MRI、DSA、ECT、 超声等图像的记录。
• 特点是能摄取显示器屏幕影像，单面涂布感光乳剂，背面涂有防光晕 层以减小荧光物质造成的模糊，成像清晰、细腻。在核医学的动态研 究中，能以低剂量而显示出高清晰的图像效果。
在穿透过程中被吸收的线量不同，透过的线量有差别； • 第三，透过的有差别X线是不可见的，经过成像介质的显像，在X线片
上（或荧屏上）显出具有黑白（或明暗）对比、层次差异的X线图像。
• 明胶的性能不稳定，随动物生长条件的不同而变化，这常常给胶片的 感光特性带来不稳定的因素。
• 3）色素：色素为一种有机染料，用以调节胶片的吸收光谱范围（感 色性）。不含有色素的胶片，其吸收光谱范围大都限制在500 nm 以 下的蓝、紫色光区域，此称为卤化银〝固有感色波长域〞。
• （2）片基：片基是乳剂层的支持体，承载感光乳剂的涂布。 • 片基应具备条件：①光学性能，片基本身无色透明；②物理性能，片
第三章 模拟X线成像
主要内容
• 第一节 模拟X 线信息影像 • 第二节 模拟X 线成像信息接收器 • 第三节 X 线影像信息载体 • 第四节 X 线照片密度 • 第五节 X 线照片对比度 • 第六节 X 线照片的层次 • 第七节 X 线照片的锐利度 • 第八节 X 线照片影像的失真
第一节 模拟X 线信息影像
光谱的峰值约为550nm。特点是在与发绿色荧光的稀土增感屏组合下 感度可高达1200，被照体X 线的接受剂量大幅度减少。 • （2）感蓝胶片（色盲片）：是配合发蓝色荧光增感屏使用的胶片， 感光乳剂的固有感色是以蓝色为主，不添加色素。其吸收光谱的峰值 约为420 nm。
• 2．激光打印及热敏成像胶片 • （1）激光胶片：激光胶片用于记录激RT 记录图像。适用于CT、MRI、DSA、ECT、 超声等图像的记录。
• 特点是能摄取显示器屏幕影像，单面涂布感光乳剂，背面涂有防光晕 层以减小荧光物质造成的模糊，成像清晰、细腻。在核医学的动态研 究中，能以低剂量而显示出高清晰的图像效果。
x线光学成像的基本原理及应用
X线光学成像的基本原理及应用1. 引言X线光学成像是一种非常重要且广泛应用于许多领域的成像技术。
本文将介绍X线光学成像的基本原理，包括X射线的产生和检测，以及通过X射线成像得到影像的方法。
同时，还将讨论X线光学成像在医学领域、材料科学领域和安全检测领域的应用。
2. X射线的产生和检测•X射线的产生：X射线是通过高速电子与物质相互作用而产生的一种电磁辐射。
常见的产生X射线的方法包括X射线管和同步辐射源。
–X射线管：X射线管是将高速电子通过电子加速器加速后，撞击到靶材上产生X射线。
–同步辐射源：同步辐射源产生X射线的原理是利用高速电子在环形加速器中加速后改变方向产生的同步辐射。
•X射线的检测：X射线的检测是通过将X射线与被测物质相互作用产生的信号转化成电信号进行测量和分析。
–X射线相机：X射线相机是一种常见的X射线检测设备，它使用一种特殊的感光材料来记录X射线与物质相互作用的图像。
–闪烁探测器：闪烁探测器是一种将X射线与物质相互作用产生的光信号转化为电信号的设备，常用于X射线荧光分析和X射线衍射分析。
3. X射线成像的方法X射线成像是通过探测和记录X射线与物质相互作用的信息，将其转化为图像。
下面是几种常见的X射线成像方法： - 传统X射线成像：传统X射线成像方法包括X射线透射成像和X射线衍射成像。
- X射线透射成像：X射线透射成像是通过测量X射线透射过被测物体的强度和相位信息来重建物体的内部结构。
- X射线衍射成像：X射线衍射成像是通过测量X射线经过晶体时发生的衍射现象来重建物体的结构。
•X射线投影成像：X射线投影成像是一种通过测量X射线透射过被测物体的强度来生成图像的方法。
其中包括X射线放射学、计算机断层扫描（CT）和数字减影血管造影（DSA）等技术。
4. X线光学成像在医学领域的应用X线光学成像在医学领域有许多应用，包括但不限于以下几个方面： - 诊断成像：X线透射成像是医学中最常见的X射线成像方法之一，常用于检测骨折、肿瘤、肺部疾病等疾病。
x线成像的原理和应用
X线成像的原理和应用1. 前言X线成像是一种常用的非侵入式检测技术，可以通过穿透物体并记录被物体吸收的X射线的图像来获取物体的内部信息。
本文将介绍X线成像的原理和应用。
2. X线成像的原理X射线是一种高能电磁波，由于X射线的波长很短，可以穿透一部分物体。
当X射线通过物体时，不同材料对X射线的吸收能力会有所不同。
通过测量物体吸收X射线的强度，我们可以获取物体内部的结构信息。
3. X线成像的应用•医学影像：X线成像在医学上应用广泛，常见的例子包括X线拍片、CT扫描和血管造影等。
这些技术可以帮助医生观察和诊断骨折、肿瘤和心血管疾病等。
•安全检查：X射线成像在安全领域中被广泛使用。
例如机场安检中的行李箱扫描仪和人体安检仪，可以帮助检测危险物品和非法物品。
•工业检测：X射线成像在工业领域中也有许多应用。
例如，X射线检测可以用于检查焊接质量，寻找构件中的缺陷，并监测机械设备的使用寿命。
•考古研究：X射线成像也可以用于考古学研究。
通过扫描古物，我们可以非破坏性地获取物体的内部结构信息，以帮助研究人员还原历史文物的制作和使用过程。
4. X线成像的优势和限制4.1 优势•非侵入性：X射线成像可以通过物体进行成像，不需要对物体进行破坏性操作。
•实时性：X射线成像可以快速获得物体的内部结构信息，可以实时地观察到物体的变化。
•高分辨率：随着技术的进步，X射线成像的分辨率越来越高，可以清晰地观察到物体的微小结构。
4.2 限制•辐射风险：X射线成像需要使用电离辐射，对人体有一定的辐射风险，因此需要控制辐射剂量并采取相应的防护措施。
•无法分辨某些材料：X射线在不同材料中的吸收能力不同，某些材料的吸收能力相似，因此可能无法准确地分辨它们。
•昂贵的设备：高质量的X射线成像设备通常非常昂贵，这也限制了其在某些领域的应用。
5. 结语X线成像作为一种常用的非侵入式检测技术，在医学、安全、工业和考古等领域都有广泛的应用。
虽然X线成像存在一些辐射风险和材料分辨问题，但随着技术的不断发展和改进，相信X线成像的应用领域还会进一步扩展和提升。
x线的成像原理
x线的成像原理
X线是一种高频电磁波，具有穿透力很强、能量较高等特点，因此被广泛应用于医学成像、工业检测等领域。
说到X线成像原理，就不得不提到X线穿透物质的特性。
当X线
穿过物体时，遇到不同密度的组织或物质，会发生散射或吸收。
口腔
治疗中使用的钨酸钡（BaWO4）块，透射性能比人体骨质低，因此能使
X线照射下去的区域暗掉，从而能够清晰地看清口腔骨骼或牙齿情况。
在进行X线成像时，必须使用专用的X线源和探测器来产生和接
收X光束。
X线源产生X线束后，通过人体或物体进入探测器接收信号，并将其转换成数字信号存储在计算机中。
这样就可以通过计算机生成
一系列有序的数字图像，形成成像过程。
在X线成像中，使用了逆向衍射和贝尔曼方程等物理原理。
当经
过的物质种类和厚度知道后，使用逆向衍射的方法求出散射信号，即
可通过贝尔曼方程算法对数据进行处理，得到所需要的数字图像。
总而言之，X线的成像原理是基于X光束的穿透能力和散射、吸收等物理特性，通过特定的仪器产生和接收X光束，再通过计算机将数
字信号转换成成像信息。
这种成像方式清晰、高效、无创，因此逐渐
被广泛应用于医学、工业、航空等各个领域。
《医学影像成像原理》数字X线成像 ppt课件
一、热敏打印
主要依靠热力头打印成像，故称直接热敏打印成像。 （一）热敏打印机的基本结构
（1）片盒部：是胶片暗盒装卸的地方。 （2）输片部：包括取片和输片。
（3）清洁部： （4）记录部： （5）信号处理系统： （6）控制部分：
（二）热敏打印机的成像原理 “微型隔离技术”（MI技术）
干式热敏打印机利用热力头打印技术成像
二、干式激光打印
（一）激光打印机分类 按激光的光源分类： 医用氦氖激光打印机 医用红外激光打印机 按胶片处理方式分类： 湿式打印机 干式打印机
（二）干式激光打印机基本结构
干式激光打印机外观：
（1）激光打印系统： （2）胶片传送系统： （3）信息传递与存储系统： （4）控制系统： （5）其它配件：
X线转换单元： 光电材料：非晶硒（a-Se） 作用：将X线转换成电子信号
探测器阵列单元： •结构：玻璃基层上的探测元阵列，每个探测 元包括一个电容和一个TFT，对应一个像素
•TFT：开关，由高速处理单元的地址信号激活 •电容：储存聚集的电荷
高速信号处理单元 作用：产生地址信号并激活探测元阵列中的TFT
二、影响DR影像质量的因素
1.空间分辨力 ：由探测器单元的大小和间距决定。 2.密度分辨力：直接、间接平板探测器的灰度级达214。 3.噪声：
平板探测器的噪声主要来源： ①X线量子噪声 ②探测器电子学噪声
4.曝光宽容度 5.敏感度 6.调制传递函数
第四节 数字图像打印原理
数字图像打印装置一般分为： 热敏打印 激光打印
信号传输单元 作用：对数字信号的固有特性进行补偿，并
将数字信号传送到主计算机。
（二）多丝正比电离室或称低剂量X线机 （LDRD ）
主机部分：高压发生器、X线管及控制面板。 扫描结构：使X线严格保持在同一水平面上，整机可垂直
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• 1．图像增强 图像增强是增强图像中某些有用信息，削弱或去除无用 信息。如：增强图像对比度、提高信噪比、强调组织边缘等。
• 2．图像运算 图像运算分为代数运算和几何运算。 • 图像代数运算是指对两幅或两幅以上的图像进行加、减、乘、除运算
，处理的基本单位是像素，通过运算改变像素灰度值，但不改变像素 移、旋转、错切、镜像等改变 像素相对位置的处理。
三、数字图像的形成
• 1．图像数据采集 是通过各种接收器件（如成像板、探测器、CCD 摄像 管、检测器、探头等），将曝光或扫描等形式收集到的模拟信号转换 成数字信号。数字图像的数据采集大都经过三个步骤：
• （1）分割：是将图像分割成若干个小单元的空间取样处理（下图a） 。
• （2）采样：对一幅图像采样时该图像中像素的每一个亮点被采样，亮 点的光强度通过光电倍增管转换成电信号（模拟信号）（下图b）。
• 9．时间分辩力（temporal resolution） 成像系统对被检体组织运动部 位的瞬间成像能力。
二、数字图像与图像矩阵、灰度级数的关系
• 1．与图像矩阵的关系 图像矩阵中的行与列的数目一般都是2 的倍数 。一幅图像中包含的像素数目等于图像矩阵行数与列数的乘积。
• 2．与灰度级数的关系 A/D 转换器将连续变化的灰度值转化为一系列 离散的整数灰度值，量化后的整数灰度值又称为灰度级（gray level） 或灰阶。每个像素的灰度精度范围从l 位（2 个灰度级）到12 位（ 4096 个灰度级）
第二节 计算机X 线摄影
• 计算机X 线摄影（CR）是使用可记录并由激光读出X 线影像信息的成 像板（IP）作为载体，经X 线曝光及信息读出处理，形成数字式平片 影像。
• CR 系统中入射到IP 的X 线量子被IP 的成像层内的荧光颗粒吸收，释放 出电子，其中一部分电子散布在成像层内呈半稳定状态，形成潜影（ 信息记录）；当用激光照射已形成的潜影时，半稳定状态的电子转变 为光量子，发生光激励发光（PSL）现象，光量子随即由光电倍增管 检测到，并被转化为电信号，再经A/D 转换器转换为数字信号（信息 读出）；然后数字信号被传送到存储与显示元件中作进一步处理与显 示（信息的处理与记录）。
• （3）量化：量化过程中，每一个被采样像素的亮度值都取整数（0、 正数或负数），所取的数值决定了数字图像的灰度值，并且精确地对 应于像素点。整个量化过程，整数表示的电子信号完全取决于原始信 号的强度，并且与原始信号的强度成正比。
• 2．信号处理 计算机接受数据采集系统的数字信号后，立即进行数据 处理：根据需要采取放大、滤波或降噪等处理方法，并将像素的位置 信息与强度信息结合，重建出一幅图像。
• 5．图像重建（image reconstruction） 用采集的原始数据经计算而得 到显示图像数据的过程。
• 6．部分容积效应（partial volume effect） 某像素位置上可能有多个 不同X 线吸收系数的体素存在，该处像素的灰度值往往是多个体素灰 度值依其体积所占比例而得的平均灰度值的现象。
针对性的对图像进行处理，以达到改善图像质量，增加诊断信息，提 高诊断准确性的目的。 • 3．可以高保真地存储、调阅、传输或拷贝 数字图像可以存储于磁盘 、磁带、光盘及各种记忆卡中，并可随时进行调阅、传输。
五、数字图像的基本处理
• 常用的医学数字图像处理技术有：图像增强、图像运算、图像变换、 图像分割及图像重建等。
• 3．图像变换 图像变换是指将图像转换到频率域或其他非空间域的变 换域中进行处理。
• 4．图像分割 图像分割是按照某种原则将图像分成若干个有意义的部 分，使得每一部分都符合某种一致性要求。
• 5．三维重建 三维图像重建是指利用获得的连续二维断层图像信息， 按照体绘制、面绘制等运算方法，重建出反映组织三维信息的三维影 像。面绘制适于重建单个脏器组织，重在显示组织外观形态和空间结 构，但不描述组织内部信息，信息利用率较小。临床常用的面绘制有 表面阴影显示（SSD）（下图a）。体绘制适于多个脏器组织的重建， 尤其对于相互包含的多重组织显示效果较好，其算法充分利用图像数 据，反映的诊断信息更多。临床常用的体绘制有最大密度投影（MIP ）（下图b）、容积再现（VR）等。
• 7．空间分辩力（spatial resolution） 是指图像能分辨相邻两点的能力 ，常用能分辨两个点间的最小距离来表示。又称几何分辨力。
• 8．密度分辩力（density resolution） 图像中可辨认低密度差别的最 小极限，即对细微密度差别的分辨能力（数字图像灰度精度的范围） 。又称为图像的灰度分辨力（或对比度分辨力）。
• 3．图像显示 计算机将信号处理后重建的图像输出至监视器屏幕上显 示。同时，将所接受到的图像数据进行存储，以备随时调用、显示或 重建。
四、数字图像的特点
• 从应用角度分析，数字图像与模拟图像相比具有其自身的特点： • 1．密度分辨力高 屏-片系统的密度分辨力只能达到26灰阶，数字图像
的密度分辨力可达到210~l2灰阶。 • 2．可进行后图像处理 只要保留原始数据，就可以根据诊断需要，有
第四章 数字X线成像
主要内容
• 第一节 数字图像基础知识 • 第二节 计算机X线摄影 • 第三节 数字X线摄影 • 第四节 数字剪影血管摄影
第一节 数字图像基础知识
• 数字X 线成像技术是传统的X 线技术与计算机技术结合的产物。
一、数字图像概念
• 数字图像：如果将一幅图像空间位置分成有限个像素的小区域，每个 像素中的灰度平均值用一个整数来表示，这种图像信息便是数字信号 ，图像信息为数字信号的图像就是数字图像。
• 与数字图像有关的基本概念： • 1．体素（voxel） 代表一定厚度的三维空间的人体体积单元。是一个
三维的概念。 • 2．像素（pixel） 组成数字图像的基本单元。是一个二维概念，是体
素在成像平面的表现。 • 3．像素值 是像素的灰度值或强度值，一个像素只具有一个灰度值。 • 4．视野（field of view，FOV） 拟进行检查容积的选定区域。
• 2．图像运算 图像运算分为代数运算和几何运算。 • 图像代数运算是指对两幅或两幅以上的图像进行加、减、乘、除运算
，处理的基本单位是像素，通过运算改变像素灰度值，但不改变像素 移、旋转、错切、镜像等改变 像素相对位置的处理。
三、数字图像的形成
• 1．图像数据采集 是通过各种接收器件（如成像板、探测器、CCD 摄像 管、检测器、探头等），将曝光或扫描等形式收集到的模拟信号转换 成数字信号。数字图像的数据采集大都经过三个步骤：
• （1）分割：是将图像分割成若干个小单元的空间取样处理（下图a） 。
• （2）采样：对一幅图像采样时该图像中像素的每一个亮点被采样，亮 点的光强度通过光电倍增管转换成电信号（模拟信号）（下图b）。
• 9．时间分辩力（temporal resolution） 成像系统对被检体组织运动部 位的瞬间成像能力。
二、数字图像与图像矩阵、灰度级数的关系
• 1．与图像矩阵的关系 图像矩阵中的行与列的数目一般都是2 的倍数 。一幅图像中包含的像素数目等于图像矩阵行数与列数的乘积。
• 2．与灰度级数的关系 A/D 转换器将连续变化的灰度值转化为一系列 离散的整数灰度值，量化后的整数灰度值又称为灰度级（gray level） 或灰阶。每个像素的灰度精度范围从l 位（2 个灰度级）到12 位（ 4096 个灰度级）
第二节 计算机X 线摄影
• 计算机X 线摄影（CR）是使用可记录并由激光读出X 线影像信息的成 像板（IP）作为载体，经X 线曝光及信息读出处理，形成数字式平片 影像。
• CR 系统中入射到IP 的X 线量子被IP 的成像层内的荧光颗粒吸收，释放 出电子，其中一部分电子散布在成像层内呈半稳定状态，形成潜影（ 信息记录）；当用激光照射已形成的潜影时，半稳定状态的电子转变 为光量子，发生光激励发光（PSL）现象，光量子随即由光电倍增管 检测到，并被转化为电信号，再经A/D 转换器转换为数字信号（信息 读出）；然后数字信号被传送到存储与显示元件中作进一步处理与显 示（信息的处理与记录）。
• （3）量化：量化过程中，每一个被采样像素的亮度值都取整数（0、 正数或负数），所取的数值决定了数字图像的灰度值，并且精确地对 应于像素点。整个量化过程，整数表示的电子信号完全取决于原始信 号的强度，并且与原始信号的强度成正比。
• 2．信号处理 计算机接受数据采集系统的数字信号后，立即进行数据 处理：根据需要采取放大、滤波或降噪等处理方法，并将像素的位置 信息与强度信息结合，重建出一幅图像。
• 5．图像重建（image reconstruction） 用采集的原始数据经计算而得 到显示图像数据的过程。
• 6．部分容积效应（partial volume effect） 某像素位置上可能有多个 不同X 线吸收系数的体素存在，该处像素的灰度值往往是多个体素灰 度值依其体积所占比例而得的平均灰度值的现象。
针对性的对图像进行处理，以达到改善图像质量，增加诊断信息，提 高诊断准确性的目的。 • 3．可以高保真地存储、调阅、传输或拷贝 数字图像可以存储于磁盘 、磁带、光盘及各种记忆卡中，并可随时进行调阅、传输。
五、数字图像的基本处理
• 常用的医学数字图像处理技术有：图像增强、图像运算、图像变换、 图像分割及图像重建等。
• 3．图像变换 图像变换是指将图像转换到频率域或其他非空间域的变 换域中进行处理。
• 4．图像分割 图像分割是按照某种原则将图像分成若干个有意义的部 分，使得每一部分都符合某种一致性要求。
• 5．三维重建 三维图像重建是指利用获得的连续二维断层图像信息， 按照体绘制、面绘制等运算方法，重建出反映组织三维信息的三维影 像。面绘制适于重建单个脏器组织，重在显示组织外观形态和空间结 构，但不描述组织内部信息，信息利用率较小。临床常用的面绘制有 表面阴影显示（SSD）（下图a）。体绘制适于多个脏器组织的重建， 尤其对于相互包含的多重组织显示效果较好，其算法充分利用图像数 据，反映的诊断信息更多。临床常用的体绘制有最大密度投影（MIP ）（下图b）、容积再现（VR）等。
• 7．空间分辩力（spatial resolution） 是指图像能分辨相邻两点的能力 ，常用能分辨两个点间的最小距离来表示。又称几何分辨力。
• 8．密度分辩力（density resolution） 图像中可辨认低密度差别的最 小极限，即对细微密度差别的分辨能力（数字图像灰度精度的范围） 。又称为图像的灰度分辨力（或对比度分辨力）。
• 3．图像显示 计算机将信号处理后重建的图像输出至监视器屏幕上显 示。同时，将所接受到的图像数据进行存储，以备随时调用、显示或 重建。
四、数字图像的特点
• 从应用角度分析，数字图像与模拟图像相比具有其自身的特点： • 1．密度分辨力高 屏-片系统的密度分辨力只能达到26灰阶，数字图像
的密度分辨力可达到210~l2灰阶。 • 2．可进行后图像处理 只要保留原始数据，就可以根据诊断需要，有
第四章 数字X线成像
主要内容
• 第一节 数字图像基础知识 • 第二节 计算机X线摄影 • 第三节 数字X线摄影 • 第四节 数字剪影血管摄影
第一节 数字图像基础知识
• 数字X 线成像技术是传统的X 线技术与计算机技术结合的产物。
一、数字图像概念
• 数字图像：如果将一幅图像空间位置分成有限个像素的小区域，每个 像素中的灰度平均值用一个整数来表示，这种图像信息便是数字信号 ，图像信息为数字信号的图像就是数字图像。
• 与数字图像有关的基本概念： • 1．体素（voxel） 代表一定厚度的三维空间的人体体积单元。是一个
三维的概念。 • 2．像素（pixel） 组成数字图像的基本单元。是一个二维概念，是体
素在成像平面的表现。 • 3．像素值 是像素的灰度值或强度值，一个像素只具有一个灰度值。 • 4．视野（field of view，FOV） 拟进行检查容积的选定区域。